su27发展史

    su27发展史

    60年代的战斗机设计师们认为：最大的飞行速度、最高的飞行高度是战斗机取胜的法宝，在未来的空战中，远程导弹的使用将使近距离格斗成为历史。因此，能够携带远程空对空导弹将比飞机的机动性更加重要。但在越南战场上，具备这些特点的美国f－4"鬼怪"战斗机却屡屡被“落后”的米格－21，甚至米格－17击落。美国开始反思这种设计思想，并于1969年开始设计远距离与近距离空战能力并重的f－15，到1974年，第一架f－15a和tf－15a（后改编号为f－15b）正式进入美国空军服役。

    苏联一直在关注着美国的研究。当美国正式开始设计f－15时，苏联认为有必要研制一种在空战能力上至少与f－15相当的制空战斗机，并在1969－1970年间将设汁任务下达给苏霍伊，米高扬和雅可夫列夫三个著名的飞机设计局，1971年，苏联国防部要求未来新型战斗机（pfi）的性能必须相当于美国的f－15,军方对pfi的设计指标是非常苛刻的，要求飞机的最大马赫数在2.35以上；在11000米的最大速度为2...千米／时之间；海平面最大大速度为1400－1500千米／时之间；海平面上最大爬升率为300－350米／秒；实用升限在21000－22000米之间；海平面上不带副油箱航程为1000千米；高高度上不带副油箱肮程为2500千米；使用过载8－9g；从600千米／时加速到1100千米／时的时间在12－14秒之间；从1100加速到1300干米／时的时间为6－7秒：起飞推重比为1.1－1.2。另外，pfi项目还提出了详细的任务与武器要求。总之，未来的新型战斗机将在性能上达到美国f－15和尚在设计的f－16的水平。它的典型作战目标是美国的f－4和f－111、欧洲的“旋风”、“美洲虎”和中国的歼－6。

    pfi项目

    苏霍伊设计局经过一番精心的设计，在1971年早期时候提出了t－10方案，该方案的设计编号最初的t－10原型机方案为苏－27，不过这一编号在当时是严格保密的。鉴于t－10的方案采用了较为独特的腹部进气式布局。为了减小竞争风险，苏霍伊设计局同时还提出了“备份”版的t－10方案，该方案的侧面非常类似美国的f－14，原来的t10被称为t－10－1。巧合的是，同样参与竞争的雅可夫列夫设计局也搞了两种方案，只是其中的一种是另一种的放大型罢了。尽管如此，苏霍伊设计局认为t－10－l的气动性能潜力非常大，因此把它作为重点发展项目，总设计师帕雷尔.苏霍伊亲自领导该方案的选型与发展。

    t－10－l的机翼采用了固定式后掠冀，后掠角为45度。从俯视图上看，整个机翼象是鲨鱼的背鳍。预计两种t10的起飞重量都在18000千克左右，而且已经决定采用双发市局，如果要让起飞推重比达到1.15，推力必须达到20600－20800千克之间，即单发最大推力至少达到10300－10400千克之间。在当时，能达到这种推力的发动机有二种：al－31f，d－30f－9和r59f－300，由于飞机的结构设计还未完成，具体的发动机型号将在以后决定。接下来是武器系统的选择。最初计划为苏－27挂载2枚k－25半主动雷达制导导弹和6枚k－0红外制导近距导弹，并安装－门备弹250发的ao－17a双管30毫米机炮。雷达使用的是米格－23m的sapfir－23mr雷达，对空探测距离为40－70千米，对地为20－40千米；带红外探测追踪传感器和光学／电视瞄准系统的光电系统；头盔瞄准具和两部处理器，可以直接处理雷达和光电系统的数据资料并显示在阴极显示器上。

    另外，导航、自卫、无线电系统也经过了严格的挑选。在综合了这些系统之后，苏霍伊设计局根据风洞实验结果对t－10－1的大概性能进行了计算，结果发现该机无法完全满足空军的要求。苏霍伊设计局便改进了一些没计，如加大起飞重量、减少武器数最，改善了飞机的性能。在此时，飞机也根据要求可以挂载新一代的空对空导弹如k－27和改进过的k－60m。

    1972年，空军召开了第一次与pfi有关的设计局会议。在会议上，各设计局都提出了自己的方案，如苏－27（当然还有“备份”版的t－10)，米格－29（当时该机采用高单冀，两侧进气和单发结构，此时的米格－29还不是我们印象中的那种米格－29）和雅克－45轻型战斗机、雅克－47重型战斗机。两个月后，召开了第二次pfi会议，米高扬设计局映示了新设计的米格－29，并且起飞重量为12800千克。而雅可夫列夫设计局的方案由于将发动机布置在机冀上、容易因发动机故障导致飞机失事而被淘汰。但真正有关pfi的决定将在第三次会议上公布。米高扬设计局在此次会议后，提出了一个意见：将pif项目分解成两个**的项目，即同时发展苏－27那样的多任务重型故术战斗机，和米格－29那样的轻型战术战斗机，它们将使用统一的主要设备和武器。这是自1971年以来的，苏联空军和飞机制造工业首次面临这样一种情况：80年代的苏联空军战斗机群将由两种飞机组成！就象美国空军计划的那样。

    让我们先偏离一下主题。美国空军在yf－15开始试飞后，就认为f－15过于昂贵，不可能经受得住大规模战争中的大量消耗，因此必须有另外一种飞机与之配合；简而言之就是由重型的f－15担负争夺和掌握制空权的任务，而由另一种便宜的战斗机与敌方战斗机进行空中格斗。这种轻型战斗机的武装不必很强，只要能带两枚近距导弹和机炮就行了，但它的机动性要好。1972年1月，美国的“轻重量战斗机”计划开始实施，这就是后来的f－16。事实上，苏军的多次研究也表明：截击任务要求飞机能够保持与地面指挥所之间得通讯联系、同时必须具备高性能的爬升率和加速性，另外还必须装备有可以上视和下视的大功率雷达；如果是掩护任务，就要求飞机有较大的航程；而在近距离格斗空战中，高敏捷性、推重比、大速度才是最重要的。在当时，这些高性能要求很难在同一种飞机上有效地结合起来。从另一方面讲，也没有什么限制说空军只能装备一种战斗机。于是，事情就这样决定了：空军未来的主力战斗机将由两种机型构成，一种是多任务的重型战斗机，它必须有能力控制敌方防线后战役纵深(250－300千米）范围地区的制空权－－－这个指标与美国空军给f－15的指标一样；另一种是轻型的战术战斗机，它的作战范围主要在敌我交战的前线或敌后战术地域(100－150千米）争夺制空权－－－这个指标也同f－16一样。

    多用途重型战斗机有很大的燃料携带量，并且要增加远程导弹的数量（增加到4枚）、可资料上传的导航系统，先进的通讯和自卫系统；同时它还必须能执行截击。而轻型战术战斗机则必须容易制造和操作，如果没有什么特别问题的话，稍加地面训练的飞行员也能操作它，它的武器只需要2枚远程导弹和相应的近距离格斗武器。在生产花费上，生产l架重型战斗机的资源可以生产2架轻型战斗机，由这两种战斗机组成的战斗机群（轻型战斗机与重型战斗机的组成比率大约为7:3）将得到最大的效费比。在1972年末，苏霍伊和米高扬设计局都得到了各自的合同，以发展苏联空军未来的下一代战斗机－－－苏－27和米格－29。

    原型机的制造

    根据国防部的命令，苏霍伊设计局又开始了t－10原型机方案的起草工作。首光要从大量的制造中的t－10－1、不同的（不完整的）外形结构中选出一种理想的基体。在1970－1975年间，苏霍伊设计局挑选了大量的模型，以试图找到起落架和进气道的最佳结构。最后采用了一种三轮车式的起落架结构，这种设计很稳固，起接架的各个系统全部由液压系统来控制。进气道和发动机舱的组合也很让人头疼，经过人量的试验和计算，还是采用了将二波系进气道分开布置在机身边条翼下的布局。另一个大麻烦是苏－27的重量限制问题，注意的焦点都集中在如何减少飞机的重量上。经过精心安排，实际起飞重量仅增加9千克！这种重量上的“斤斤计较”使飞机的飞行性能没有发生行什么明显的变化。

    根据空军的要求，新型战斗机必须具备大航程，并且苏－27的航程必须比对手大10％。这样，美国的f－15在没有外挂油箱时航程为2300千米，苏－27至少要达到2500千米，这使苏－27至少要携带5.5吨燃料。但根据苏联的有关强度标准的要求，任何飞机都必须携带达自身燃料重量的80％的备份燃料，这就使飞机重量又增加了3.5吨之多。其实苏霍伊设计局并没有打算让苏－27多飞1500千米，但有关规定使苏－27不带副油箱便可以飞行4000千米。

    到了1975年，苏－27的初期设计工作终于结束了，苏－27战斗机的空气动力结构、机体设计已经完成，基本设计思路也已经找到，现在是制造原型机的时候了。在长长的挑鼻内是雷达舱。座舱及风挡内可以看到360度全向视野，另外还有一个后设备舱。前起落架被安装在座舱下、红外传感瞄准系统安装在座舱正前方的机身下沿中轴线上。两台发动机被安装在机身下沿中轴线对称布置的发动机舱内，发动机舱之间的空间可以用来挂载空对空导弹。为了能让发动机在各种速度和高度上都能在最好的状态下工作，进气道被装在机冀边条冀下，并安有进气导流板，以控制在各种角度上的进气量。飞机总共有8个武器挂架：机身下发动机舱之间有2个、进气道下各有l个，每边主翼下各有2个，除了主翼下最外侧的挂架只能携带100千克级的近距格斗导弹外，其他挂架都可以挂载250－300千克级的远程空空导弹。

    尽管制造中的原型机比设计指标中的更大，更重，飞机的基本性能却没有大的改变，如正常起飞时翼载为375千克／平方米，起飞推重比1.15也与设计一致。飞机的空重为14300千克，在挂载武器并装上正常的燃料（5300千克）时起飞重量为22100千克，满载燃料时的最大起飞重量为25700千克。机长19.65米，翼展14.7米，机翼面积59.4平方米，在地面上的飞机高度5.87米。

    一波三折的发动机研制

    苏－27的动力系统计划采用2台大功率的新一代可加力的涡扇发动机，但这种发动机的技术要求非常高：如果要让飞机在起飞和空中格斗中的推重比超过1，发动机在打开加力时推力达到12500千克，这比al－21f－3高出了12％；但同时发动机的单位油耗必须低，否则就不能满足飞机的大航程要求，与当时大量生产的al－21f－3相比，新型发最后选择了al－31f涡扇发动机动机的油耗至少要降低25％。同时，苏霍伊设计局也没有足够的时间供他们“慢慢”研制。经过研究，设计人员们决定采用3级低压、9级高压和高、低压涡轮各1级的结构（“3+9+1+1”方案），涡轮要进行抗热增强设计（与al－21f－3相比，工作温度要高350－400度)，最后决定采用单晶结构的转子叶片。但在1970年初，苏联获得了f－15的f100－pw－100发动机的资料，根据这些资料，决定在al－3lf上采用4级风扇、12级高压和高、低压涡轮各2级的基本结构。新结构的al－3lf发动机在1974年8月完成了第一台，但在测试中发现它还存在结构缺陷。留利卡只能再次考虑原来的“3+9+1+1”方案方案，但4级风扇已经设计完毕，于是也被加在了这个“3+9+1+1”方案上，这样，al－3lf发动机的压缩机机构部分就有些类似另一种著名的发动机－－－为米格－29研制的rd－33。

    从制造单晶涡轮转子的苏联航空材料制造厂传来了一个坏消息，该叶片在进行热实验时发现无法满足热强度要求，假如要冷却的话就只能从压缩机中引气。那样做既降低了发动机的推力，又增加了油耗。这样，al－31f就赶不上t－10－1的试飞了。一直到t－10－3/t－10－4制造出来的时候，al－3if才满足了性能要求，正式成为苏－27的动力系统．但就整个原型机来说，这只是确定了飞机的外形。

    航电及武器系统的研制

    电子设备与武器的挑选‘‘‘光有外形和发动机的飞机是不能作战的。为了让t－10－1具备作战能力oeps－27光电火控系统，苏霍伊设计局开始为它挑选航空电子设备和武器。按照pfi项目中的规定，苏－27和米格－29的主要设备必须是一样的。但由于对苏－27的使用要求更为严格，空军对苏－27的航空电子和武器又提出了更高的要求：新型的多模式雷达必须具备很强的抗干扰能力和全周上视／下视追踪目标的能力；可以利用多种设备追踪目标；新的数字式数据处理器。装备新型的光电追踪红外瞄准具，并且在使用该设备瞄准时可以发射近距导弹和机炮；座舱内要装上平视显示器和单色阴极显示器。根据情报，苏联飞机在雷达、电子和计算机水平上要大大落后于国外对手，这就需要研制一种新型的火控系统。经过一番... -->>
本章未完，点击下一页继续阅读